JP2007008924A - 有機化合物微粒子の製造方法及びそれにより製造された有機化合物微粒子、並びに、その粒径制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来にない新規な有機化合物微粒子の製造方法を提供する。
【解決手段】 有機化合物微粒子の製造方法は、分子量１０００以下の有機化合物をそれに対する溶解度が相対的に高い第１溶媒に溶解させた溶液を含む第１液とその有機化合物に対する溶解度が相対的に低い第２溶媒を含む第２液とを、それぞれ流動させて、それらが混在状態になるように接触させる液接触ステップと、液接触ステップで混在状態になった第１液及び第２液を混合用細孔２２に流通させて層流混合させることにより有機化合物の微粒子が分散析出した混合溶液を作成する液混合ステップと、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、トイレタリーを含む衛生用途、医薬品用途、食品用途、農業用途、情報通信用途等において有用な有機化合物微粒子の製造方法及びそれにより製造された有機化合物微粒子、並びに、その粒径制御方法に関する。

マイクロミキサーは、流体流路が極めて狭いために拡散距離が非常に小さく、それ故、高速且つ高効率な混合を行うことができることから、近年、特に注目されている。

例えば、特許文献１には、生分解可能な合成物質および／または天然物質から成る形態学的に均一なマイクロ粒子またはナノ粒子を製造する連続的な方法であって、壁が波状、平行またはジグザグ状に形成された互いに係合するマイクロ通路を備えた混合室を有するマイクロミキサーを用いること、方法実施態様ＩＩとして、粒子形成物質（合成ポリマー、天然物質、作用物質）を有機相中に溶解させた内相を、これと混合可能な外相にマイクロミキサーにより分散させることにより、内相の溶剤を外相の溶剤中に拡散させて粒子形成物質を析出させること、その具体例として、テストステロンをアセトンに溶解させた内相を、Imperial Chemical Industries（ＩＣＩ）社製の商品名シンペロニックＦ６８を蒸留水に溶解させた外相に分散させることが開示されている。

特許文献２には、ポリマーおよびポリマー易溶性溶媒を含んで成るポリマー溶液からポリマー粒子を製造する方法であって、ポリマー溶液およびポリマー難溶性溶媒をマイクロミキサーに供給し、それらをマイクロミキサーにて混合することによりポリマー粒子を相分離させるものが開示されている。そして、このようにすれば、粒子径が小さいながらも粒度分布がシャープなポリマー粒子を製造することができる、と記載されている。
特表２００３−５００２０２号公報 特開２００５−５４０２３号公報

本出願の目的は、従来にない新規な有機化合物微粒子の製造方法及びそれにより製造された有機化合物微粒子、並びに、その粒径制御方法を提供することである。

上記目的を達成する本発明の有機化合物微粒子の製造方法は、
分子量１０００以下の有機化合物をそれに対する溶解度が相対的に高い第１溶媒に溶解させた溶液を含む第１液と、該有機化合物に対する溶解度が相対的に低い第２溶媒を含む第２液とを、それぞれ流動させて、それらが混在状態になるように接触させる液接触ステップと、
上記液接触ステップで混在状態になった上記第１液及び上記第２液を混合用細孔に流通させて層流混合させることにより上記有機化合物の微粒子が分散析出した混合溶液を作成する液混合ステップと、
を備える。

そして、本発明の有機化合物微粒子の製造方法によれば、従来に得られなかったような粒径の小さい炭素数１４〜２２の脂肪族アルコールからなる微粒子を得ることができる。

また、本発明の有機化合物微粒子の製造方法において、上記混合用細孔に流通させる上記第１液及び上記第２液合計の線流速を、該線流速を該混合用細孔の孔径で除した剪断速度が上記有機化合物微粒子の所望の所定体積基準メジアン粒径に対応した値となるように設定することにより、有機化合物微粒子の粒径を制御することができる。

本発明の有機化合物微粒子の製造方法は、従来にない新規なものであり、これによれば、従来に得られなかったような粒径の小さい炭素数１４〜２２の脂肪族アルコールからなる微粒子を得ることができ、また、混合用細孔に流通させる第１液及び第２液合計の線流速の設定により有機化合物微粒子の粒径を制御することができる。

以下、本発明の実施形態に係る有機化合物微粒子の製造方法について説明する。

（液混合システムＡ）
まず、有機化合物微粒子の製造に用いる液混合システムＡについて説明する。

図１は、その液混合システムＡを示す。

この液混合システムＡは、２種の液の混合に用いられるものであり、一対の液流入部１０１及び単一の液流出部１０２を有するマイクロミキサー１００と液供給系等の付帯部とで構成されている。

マイクロミキサー１００の一方の液流入部１０１には、第１液を貯蔵する第１貯槽３１ａから延びた第１供給管３２ａが接続されている。第１供給管３２ａには、第１液を流通させる第１ポンプ３３ａ、第１液の流量を検知する第１流量計３４ａ及び第１液の夾雑物を除去する第１フィルタ３５ａが上流側から順に介設されており、第１流量計３４ａと第１フィルタ３５ａとの間の部分に第１液の圧力を検知する第１圧力計３６ａが取り付けられている。第１ポンプ３３ａ、第１流量計３４ａ及び第１圧力計３６ａのそれぞれは、流量コントローラ３７に電気的に接続されている。

マイクロミキサー１００の他方の液流入部１０１には、第２液を貯蔵する第２貯槽３１ｂから延びた第２供給管３２ｂが接続されている。第２供給管３２ｂには、第２液を流通させる第２ポンプ３３ｂ、第２液の流量を検知する第２流量計３４ｂ及び第２液の夾雑物を除去する第２フィルタ３５ｂが上流側から順に介設されており、第２流量計３４ｂと第２フィルタ３５ｂとの間の部分に第２液の圧力を検知する第２圧力計３６ｂが取り付けられている。第２ポンプ３３ｂ、第２流量計３４ｂ及び第２圧力計３６ｂのそれぞれは、流量コントローラ３７に電気的に接続されている。

流量コントローラ３７は、第１液の設定流量及び設定圧力の入力が可能に構成されていると共に演算素子が組み込まれており、第１液の設定流量情報、第１流量計３４ａで検知された流量情報及び第１圧力計３６ａで検知された圧力情報に基づいて第１ポンプ３３ａを運転制御する。同様に、流量コントローラ３７は、第２液の設定流量及び設定圧力の入力も可能に構成されており、第２液の設定流量情報、第２流量計３４ｂで検知された流量情報及び第２圧力計３６ｂで検知された圧力情報に基づいて第２ポンプ３３ｂを運転制御する。

マイクロミキサー１００の液流出部１０２からは混合液回収管３８が延びて回収槽３９に接続されている。

マイクロミキサー１００は、図２に示すように、液接触部２１とそれに連続して設けられた混合用細孔２２とを有する。液接触部２１は、液流入部１０１から供給された第１液及び第２液を、それぞれ流動させた状態で且つそれらが混在状態になるように接触させる。混合用細孔２２は、混在状態になった第１液及び第２液を流通させて層流混合させる。混合用細孔２２は、第１液及び第２液を層流混合させるものであるので非常に小さく、層流混合性を考慮すると、孔径Ｄが０．１〜１．０ｍｍ、或いは、孔面積Ｓが０．０１〜１．０ｍｍ²であるのが好ましい。ここで、孔径Ｄが０．１ｍｍ以上、或いは、孔面積Ｓが０．０１ｍｍ²以上であると、圧力損失を小さくできる。かかる観点から、孔径Ｄについては、０．２ｍｍ以上、孔面積Ｓについては０．０４ｍｍ²以上であるのがより好ましい。一方、孔径Ｄが１．０ｍｍ以下、或いは、孔面積Ｓが１．０ｍｍ²以下で、層流混合性が優れている。かかる観点から、孔径Ｄについては、０．５ｍｍ以下、孔面積Ｓについては０．２５ｍｍ²以下であるのがより好ましい。なお、孔径Ｄは、混合用細孔２２の横断面外郭を内包する最小円の直径である。

上記のように小さい混合用細孔２２では、その孔長さＬの孔径Ｄに対する比が４０以下であることが好ましい。一般に、孔を流通する流体が定常的な乱流状態に到達するためには、ある程度の時間、従って、この場合にはある程度の孔長さが必要となる。そして、乱流状態に達するためには孔長さ／孔径＞４０程度でなければならないとされている（産業図書株式会社発行 水科篤郎・荻野文丸著「輸送現象」第５６頁）。従って、孔長さＬの孔径Ｄに対する比が４０以下、つまり、Ｌ／Ｄ≦４０であれば、仮に、レイノルズ数Ｒｅが乱流域（Ｒｅ＞３０００）の条件であっても、混合用細孔２２において乱流は発達せずに層流混合により高速混合を行うことができる。また、Ｌ／Ｄが小さい方が圧力損失が小さく、送液系の負担も小さくなることを考慮すると、Ｌ／Ｄ≦４０であることが好ましく、Ｌ／Ｄ≦２０であることがより好ましく、Ｌ／Ｄ≦１０であることがさらに好ましい。一方、耐圧強度の観点から、孔長さＬは孔径Ｄの１／２以上、つまり、Ｌ／Ｄ≧０．５であることがより好ましく、Ｌ／Ｄ≧１とするのがさらに好ましい。

混合用細孔２２は、その横断面外郭形状が特に限定されるものでなく、例えば、円形、半円形、楕円形、半楕円形、正方形、長方形、台形、平行四辺形、星形、不定形等である。また、混合用細孔２２は、長さ方向に沿って均一に形成されていても、長さ方向に沿って不均一に形成されていてもいずれでもよい。

マイクロミキサー１００は、第１液及び第２液の合流形態として、対向型、直角型、Ｙ字型、並行型、二重管型等、特に限定されるものではなく、また、管によって構成されたものであっても、溝が形成された基板の積層構造により内部に液流路が構成されたものであってもよい。

以下に、３種類のマイクロミキサー１００の具体的構成について説明する。

＜第１の構成＞
図３は、第１の構成のマイクロミキサー１００を示す。

このマイクロミキサー１００は、両端部がそれぞれ液流入部１０１とされた直線管部分１１０と、その直線管部分１１０の中央部分から分岐して直交方向に延び管端が液流出部１０２とされた分岐管部分１２０とからなるＴ字管により構成されている。Ｔ字管によるこのようなマイクロミキサー１００は、装置構成が簡易であり、分解洗浄によるメンテナンスも容易である。

直線管部分１１０は、中央部分の流路が狭くなっており、その中央部分のうち、一方の液流入部１０１側が第１液流路１１ａに、また、他方の液流入部１０１側が第２液流路１１ｂにそれぞれ構成されている。分岐管部分１２０には、管軸に沿って延びて直線管部分１１０内に連通した混合用細孔２２が形成されている。そして、直線管部分１１０の中央部、つまり、分岐管部分１２０への分岐部の管内が混合用細孔２２に連続する液接触部２１に構成されている。第１液流路１１ａ及び第２液流路１１ｂのそれぞれは、流路断面積、つまり、孔面積が混合用細孔２２と同一乃至同程度であり、また、圧損を小さく抑えることができるように流路長さ、つまり、孔長さも混合用細孔２２と同一乃至同程度であることが好ましい。

このマイクロミキサー１００は、第１液及び第２液の液接触部２１に向かうそれぞれの流動方向と混合用細孔２２の延びる方向とが相互に異なる構成となっている。このように、第１液及び第２液の液接触部２１に向かうそれぞれの流動方向と混合用細孔２２の延びる方向とが相互に異なると、図４に示すように、第１液及び第２液の液接触部２１に向かうそれぞれの流動方向のいずれか一方が混合用細孔２２の延びる方向と同じである構成に比べて、高い混合性能を得ることができ、その結果、粒径分布の狭い有機化合物微粒子を製造することができる。

なお、図３に示したものは、直線管部分１１０の中央部分の流路が狭くなった構成であるが、特にこれに限定されるものではなく、図５に示すように、そのような部分がなく、一方の液流入部１０１から他方の液流入部１０１まで一様な流路を有する構成であってもよい。

また、図３に示したものは、分岐管部分１２０に混合用細孔２２が形成された構成であるが、特にこれに限定されるものではなく、分岐管部分に連続して混合用細孔が形成された部材を別途接続した構成であってもよい。

＜第２の構成＞
図６は、第２の構成のマイクロミキサー１００を示す。なお、第１の構成と同一名称の部分は第１の構成と同一符号で示す。

このマイクロミキサー１００は、基板積層型のものであって、各々、基板面内を延びる第１液流路１１ａ及び第２液流路１１ｂ、並びに、基板面に対して角度を有する方向に延びる混合用細孔２２がそれぞれ内部に形成されている。第１液流路１１ａ及び第２液流路１１ｂは、一端同士が結合して開くように延びて略Ｖ字状の軌跡を形成しており、前者の他端が一方の液流入部１０１に、また、後者の他端が他方の液流入部１０１にそれぞれ構成されている。混合用細孔２２は、一端が第１液流路１１ａ及び第２液流路１１ｂの結合部に繋がっており、他端が液流出部１０２に構成されている。そして、この第１液流路１１ａ及び第２液流路１１ｂ、並びに、混合用細孔２２の結合部が液接触部２１に構成されている。

このマイクロミキサー１００もまた、第１の構成のものと同様に、第１液及び第２液の液接触部２１に向かうそれぞれの流動方向と混合用細孔２２の延びる方向とが相互に異なる構成となっている。

なお、図６に示したものは、第１液流路１１ａ及び第２液流路１１ｂがそれぞれ単一のものであるが、特にこれに限定されるものではなく、図７に示すように、第１液流路１１ａ及び第２液流路１１ｂがそれぞれ複数ある構成であってもよい。

また、このように液流路が３以上ある構成の場合、第１液及び第２液とは異なる第３液をいずれかの液流路に流通させることも可能である。

＜第３の構成＞
図８（ａ）〜（ｃ）は、第３の構成のマイクロミキサー１００を示す。なお、第１の構成と同一名称の部分は第１の構成と同一符号で示す。

このマイクロミキサー１００は、配管経路に設けられた液流通管１０とその液流出側に連続して設けられた液混合部２０とを備えている。

液流通管１０は、大径管１２とそれに導入されて挿通された１本の小径管１３とにより二重管構造に構成されている。これにより、液流通管１０は、大径管１２の内側で且つ小径管１３の外側の部分の第１液流路１１ａと小径管１３の内側の第２液流路１１ｂとの２つの液流路が管内部に相互に並行に延びて長さ方向に沿って構成されている。そして、液流通管１０の外部に露出した大径管１２の管端が一方の液流入部１０１に構成され、小径管の管端が他方の液流入部１０１に構成されている。二重管構造の液流通管１０を有するこのようなマイクロミキサー１００は、装置構成が簡易であり、分解洗浄によるメンテナンスも容易である。

液混合部２０は、液流通管１０の液流出端に連続して内部領域を形成している。この内部領域は、液流通管１０から流出した第１液及び第２液が接触する液接触部２１に構成されている。液混合部２０には、液接触部２１に連続して設けられた混合用細孔２２が穿孔されている。混合用細孔２２は、第１液流路１１ａ及び第２液流路１１ｂの延びる方向と同一方向に延びるように形成されている。そして、混合用細孔２２に連続して設けられた回収管接続部が液流出部１０２に構成されている。

このマイクロミキサー１００は、第１の構成のものや第２の構成のものとは異なり、第１液及び第２液の液接触部２１に向かうそれぞれの流動方向、並びに、混合用細孔２２の延びる方向がいずれも同じ構成となっている。

ところで、流体流通管１０から流出して液接触部２１で接触した第１液及び第２液は、最終的には混合用細孔２２により層流混合される。このとき、より高速な混合性能を得るためには、液接触部２１でのそれらの混在状態が、各液の微小なセグメントで構成されていればよい。従って、第２液流路１１ｂの数がより多いことが好ましく、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、小径管１３が１本である場合よりも、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように小径管１３が複数本である場合の方が、より高速な混合特性を得ることができる。

また、このように液流路が３以上ある構成の場合、第１液及び第２液とは異なる第３液をいずれかの液流路に流通させることも可能である。

（有機化合物微粒子の製造方法）
次に、この液混合システムＡを用いて第１液と第２液とを混合させることにより、有機化合物の微粒子を分散析出させて製造する方法について説明する。

＜第１液及び第２液＞
第１液は、微粒子形性物質である分子量１０００以下の有機化合物をそれに対する溶解度が相対的に高い第１溶媒に溶解させた溶液を含む液であり、典型的には、当該溶液である。

第１溶媒は、主として有機溶媒であり、具体的には、例えば、炭素数が１〜４の脂肪族アルコール、エチレングリコール、アセトン、メチルエチルケトン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等である。

当該有機化合物は、微粒子の析出が速やかになされるように、結晶性を有することが好ましい。結晶性を有するかどうかは、そのＸ線回折解析により判断することができる。また、当該有機化合物は、析出する微粒子の安定性の観点から融点が３５℃以上であることが好ましい。当該有機化合物は、例えば、細胞間脂質類を含む固体脂類が代表的であり、トイレタリーを含む衛生用途、食品用途、農業用途等に使用される。具体的には、かかる固体脂類は、炭素数が１４〜２２の直鎖飽和脂肪酸、或いは、そのエステル類、炭素数が１４〜２２の脂肪族アルコール（例えば、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、アラキニルアルコール、ベヘニルアルコール等）、或いは、そのエステル類、エーテル類（例えば、ジセチルエーテル、ジステアリルエーテル）、スフィンゴ脂質構造物質（例えば、セラミドＩ〜IV、スフィンゴシン、フィトスフィンゴシンなどのセラミド誘導体、脂質前駆物質などのセラミド類縁物質）、コレステロール類等である。当該有機化合物は、第１溶媒に１種が溶解されているだけであっても、２種以上が溶解されていてもよい。また、第１溶媒に対する当該有機化合物の濃度は、０．１質量％〜飽和濃度、好ましくは、１質量％〜飽和濃度である。なお、第１溶媒に溶解させる物質が１００％当該有機化合物である必要はなく、純度が少なくとも５０質量％以上、好ましくは７０質量％以上あればよい。

一方、第２液は、その有機化合物に対する溶解度が相対的に低い第２溶媒を含む液であり、典型的には、第２溶媒のみである。

第２溶媒は、主として水、つまり、５０質量％以上が水であり、その他に水混和性の有機溶媒が含まれていてもよい。

第１液及び第２液の第１溶媒及び第２溶媒の選択においては、それらが完全混合可能であり、且つ、それらの混合により有機化合物が析出する組み合わせである必要がある。

また、第１液及び第２液の設計においては、有機化合物微粒子が分散析出した第１液及び第２液の混合液における有機化合物微粒子の分散濃度は、分散濃度が濃い方が生産性が高いこと及び分散濃度が薄い方が微粒子の凝集や合一が少ないことの観点から、０．０５〜２０質量％、好ましくは０．２〜１０質量％となるようにするのがよい。

なお、第１溶媒及び／又は第２溶媒には、製造後の有機化合物微粒子の分散安定化のため、予め、界面活性剤及び／又は高分子分散剤が混合されていてもよい。また、予め、界面活性剤及び／又は高分子分散剤が混合されていると凝集が抑制され、比較的流量が小さくても微小な有機化合物微粒子を製造することができる。この有機化合物微粒子の製造方法は相分離法を利用するものであるので、界面活性剤や高分子分散剤は、混合液において、３質量％以下、好ましくは１．５質量％以下、より好ましくは０．５質量％含まれるようにすればよい。界面活性剤は、公知のものが適用可能であり、好ましくは非イオン系のものであり、例えば、ソルビタン脂肪酸エステル、シュガーエステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等である。高分子分散剤も、公知のものが適用可能であり、例えば、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール類のもの、デンプン系、セルロース系、寒天、キサンタンガム、アルギン酸ナトリウム等の多糖類のもの、カルボマー類のものなどである。微粒子化に好適であるという観点からは、特に、ポリビニルピロリドンと陰イオン性界面活性剤とを併用することが好ましい。

＜有機化合物微粒子の製造＞
液混合システムＡを稼働させると、第１ポンプ３３ａは、第１液を、第１貯槽３１ａから第１供給管３２ａを介し、第１流量計３４ａ及び第１フィルタ３５ａを順に経由させてマイクロミキサー１００の一方の液流入部１０１に継続的に供給する。第１流量計３４ａは、検知した第１液の流量情報を流量コントローラ３７に送る。また、第１圧力計３６ａは、検知した第１圧力計３６ａの圧力情報を流量コントローラ３７に送る。

第２ポンプ３３ｂは、第２液を、第２貯槽３１ｂから第２供給管３２ｂを介し、第２流量計３４ｂ及び第２フィルタ３５ｂを順に経由させてマイクロミキサー１００の一方の液流入部１０１に継続的に供給する。第２流量計３４ｂは、検知した第２液の流量情報を流量コントローラ３７に送る。また、第２圧力計３６ｂは、検知した第２圧力計３６ｂの圧力情報を流量コントローラ３７に送る。

続いて、流量コントローラ３７は、第１液の設定流量情報及び設定圧力情報、並びに、第１流量計３４ａで検知された流量情報及び第１圧力計３６ａで検知された圧力情報に基づいて、第１液の設定流量及び設定圧力がそれぞれ維持されるように第１ポンプ３３ａを運転制御する。それと共に、流量コントローラ３７は、第２液の設定流量情報及び設定圧力情報、並びに、第２流量計３４ｂで検知された流量情報及び第２圧力計３６ｂで検知された圧力情報に基づいて、第２液の設定流量及び設定圧力がそれぞれ維持されるように第２ポンプ３３ｂを運転制御する。マイクロミキサー１００では、第１液及び第２液が混在状態、つまり、各液の小さいセグメントが混在した状態になるように接触され（液接触ステップ）、それが混合用細孔２２に流通され、混合用細孔２２において、それが混合用細孔２２への縮流及び混合用細孔２２内での剪断により引き延ばされて微細なセグメントとなり、分子拡散による混合速度が一気に増大して層流混合が瞬時に完結し、有機化合物の微粒子が分散析出した混合液が作成される（液混合ステップ）。

このとき、第１液及び第２液のそれぞれの流量設定は、第１液中の溶液の第２液中の第２溶媒に対する質量比が１／９９〜５０／５０、好ましくは５／９５〜３０／７０となるようにするのがよい。第１液中の溶液の割合が低すぎると、マイクロミキサー１００での混合が不十分になる虞がある一方、第１液中の溶液の割合が高すぎると、混合時の過飽和度が高くならないために核発生数が少なくなり微粒子が得られにくいからである。また、第１液及び第２液の流量設定は、第１液及び第２液を合わせた混合用細孔２２への流量が１〜５０Ｌ／ｈで流通するようにするのがよく、好ましくは３〜３０Ｌ／ｈとするのがよい。流量が少ないと微粒子が得られにくい一方、流量が多いと圧損が大きくなるからである。

第１液及び第２液のそれぞれの圧力設定は、送液の圧力が０．０１〜３ＭＰａとなるようにすればよい。

混合前の第１液及び第２液のそれぞれの温度調整は、第１溶媒、或いは、第２溶媒の凝固点から沸点までの温度にされていればよい。混合後の第１液及び第２液の混合液の温度調整も、第１溶媒、或いは、第２溶媒の凝固点から沸点までの温度にされていればよい。但し、混合液の温度調整では、有機化合物の融点よりも低い温度とすることが好ましい。有機化合物の融点以上であると、微粒子の固体が析出せずに液滴となって合一が進行しやすいからである。

そして、最後に、有機化合物微粒子が分散析出した第１液及び第２液の混合液は、混合液回収管３８を介して回収槽３９に回収される。有機化合物微粒子が分散析出した第１液及び第２液の混合液は、そのまま使用に供することも可能であるが、溶媒の一部を除去して有機化合物微粒子の濃度が１０〜４０質量％となるように濃縮してもよく、また、溶媒を完全に除去して粉末としてもよい。ここで、第１液及び第２液に界面活性剤を含有させなければ、従来得ることが困難であった有機化合物のみからなる微粒子の分散液や粉末を得ることができる。なお、溶媒の除去は有機化合物の融点より低温でのエバポレーションや凍結乾燥等により行うことができる。

以上のような有機化合物微粒子の製造方法は、従来にない新規なものであり、これによれば、従来では得られなかったような体積基準メジアン粒径が１μｍ以下（条件によっては、０．８μｍ以下、或いは、０．５μｍ以下）の炭素数１４〜２２の脂肪族アルコールからなる微粒子を製造することもできる。ここで、体積基準メジアン粒径は、体積基準メジアン径のことであり、レーザ回折・散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置、すなわち、レーザ回折式粒度分布測定装置により測定可能な微粒子の平均粒径である。

また、この有機化合物微粒子の製造方法においては、後に実施例で明確にするが、混合用細孔２２を流通させる液の線流速を混合用細孔２２の孔径で除した剪断速度と有機化合物微粒子の体積基準メジアン粒径とが相関関係を有するので、混合用細孔２２を流通する第１液及び第２液合計の線流速を、その線流速を混合用細孔２２の孔径で除した剪断速度が有機化合物微粒子の所望の体積基準メジアン粒径に対応した値となるように設定することにより、製造する有機化合物微粒子の粒径を自在に制御することができる。具体的には、例えば、混合用細孔２２を流通する第１液及び第２液合計の線流速を、それを混合用細孔２２の孔径で除した剪断速度が１００００（１／ｓ）以上となるように設定すれば、いわゆる有機化合物微粒子を製造することができ、３００００（１／ｓ）以上、好ましくは４００００（１／ｓ）以上となるように設定すれば、体積基準メジアン粒径が１μｍ以下の有機化合物微粒子を製造することができる。

（試験１）
＜試験方法＞
以下の例１〜６ようにしてステアリルアルコールの微粒子を製造し、その体積基準メジアン粒径を求めた。なお、それぞれに条件については表１にも示す。

−例１−
５質量％のステアリルアルコール（花王（株）社製 商品名：カルコール８０９８）のエタノール（キシダ化学（株）社製 １級（９９．５％））溶液を第１液とし、１．２５質量％の非イオン性界面活性剤（花王（株）社製 商品名：レオドールＴＷ−Ｏ１２０）と０．１２５質量％のアルギン酸ナトリウム（（株）キミカ社製 商品名：ＩＬ−２Ｇ）とを含む水溶液を第２液とした。第１液及び第２液をそれぞれ２０℃に調温した。

図３に示す第１の構成のマイクロミキサー１００を用い、混合用細孔２２を流通する第１液及び第２液の液流量を３．６〜７．２Ｌ／ｈの範囲で４水準変量して設定し、それぞれの場合で分散析出したステアリルアルコールの微粒子の体積基準メジアン粒径を求めた。

マイクロミキサー１００の混合用細孔２２は、円筒孔であって、孔径が０．３ｍｍで、孔長さが０．９ｍｍであった。また、第１液及び第２液の混合比は、前者２４に対して後者７６とした。ステアリルアルコールの微粒子の体積基準メジアン粒径は、レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置（株式会社 堀場製作所社製 ＬＡ−９１０）を用いて求めた。

−例２−
例１の第１液及び第２液と図６に示す第２の構成のマイクロミキサー１００とを用い、混合用細孔２２を流通する第１液及び第２液の液流量を４．５〜８．２Ｌ／ｈの範囲で４水準変量して設定し、例１と同様に、それぞれの場合で分散析出したステアリルアルコールの微粒子の体積基準メジアン粒径を求めた。

マイクロミキサー１００の混合用細孔２２は、円筒孔であって、孔径が０．４ｍｍで、孔長さが３．４ｍｍであった。

−例３−
例１の第１液及び第２液と図８に示す第３の構成のマイクロミキサー１００とを用い、混合用細孔２２を流通する第１液及び第２液の液流量を６．３〜８．８Ｌ／ｈの範囲で２水準変量して設定し、例１と同様に、それぞれの場合で分散析出したステアリルアルコールの微粒子の体積基準メジアン粒径を求めた。

マイクロミキサー１００の混合用細孔２２は、円筒孔であって、孔径が０．３ｍｍで、孔長さが０．８ｍｍであった。

−例４−
例１の第１液及び第２液と図８に示す第３の構成のマイクロミキサー１００とを用い、混合用細孔２２を流通する第１液及び第２液の液流量を６．３〜１８．３Ｌ／ｈの範囲で２水準変量して設定し、例１と同様に、それぞれの場合で分散析出したステアリルアルコールの微粒子の体積基準メジアン粒径を求めた。

マイクロミキサー１００の混合用細孔２２は、円筒孔であって、孔径が０．５ｍｍで、孔長さが２４ｍｍであった。

−例５−
例１の第１液及び第２液と図８に示す第３の構成のマイクロミキサー１００とを用い、混合用細孔２２を流通する第１液及び第２液の液流量を６．３〜２６．６Ｌ／ｈの範囲で２水準変量して設定し、例１と同様に、それぞれの場合で分散析出したステアリルアルコールの微粒子の体積基準メジアン粒径を求めた。

マイクロミキサー１００の混合用細孔２２は、円筒孔であって、孔径が０．８ｍｍで、孔長さが２４ｍｍであった。

−例６−
例１の第１液及び第２液と図９に示す第３の構成のマイクロミキサー１００とを用い、混合用細孔２２を流通する第１液及び第２液の液流量を６．３〜８．８Ｌ／ｈの範囲で２水準変量して設定し、例１と同様に、それぞれの場合で分散析出したステアリルアルコールの微粒子の体積基準メジアン粒径を求めた。

マイクロミキサー１００の混合用細孔２２は、円筒孔であって、孔径が０．３ｍｍで、孔長さが０．８ｍｍであった。

＜試験結果＞
図１０は、例１〜６に含まれる全ての場合についての混合用細孔２２を流通する第１液及び第２液の剪断速度とステアリルアルコールの微粒子の体積基準メジアン粒径との関係を示す。なお、剪断速度は、液流量を混合用細孔２２の孔面積Ｓで除し、さらに孔径Ｄで除すことにより算出した。

図１０によれば、第１液及び第２液の剪断速度とステアリルアルコールの微粒子の体積基準メジアン粒径との間に相関関係があることが分かる。具体的には、剪断速度が約３００００（１／ｓ）までは剪断速度が大きくなるのに従って体積基準メジアン粒径が著しく小さくなっている。

従って、混合用細孔２２を流通する第１液及び第２液合計の線流速、つまり、液流量を、剪断速度が有機化合物微粒子の所望の体積基準メジアン粒径に対応した値となるように設定することにより、製造する有機化合物微粒子の粒径を自在に制御することができる。

（試験２）
＜試験方法＞
以下の例７〜１０ようにして有機化合物の微粒子を製造し、そのＳＥＭ写真を撮影した。なお、それぞれに条件については表１にも示す。

−例７−
３０質量％のステアリルアルコール（花王（株）社製 商品名：カルコール８０９８）のエタノール（キシダ化学（株）社製 １級（９９．５％））溶液を第１液とし、水を第２液とした。第１液及び第２液をそれぞれ５０℃に調温した。

図３に示す第１の構成のマイクロミキサー１００を用い、混合用細孔２２を流通する第１液及び第２液の液流量を６．２Ｌ／ｈに設定し、それらを層流混合させてステアリルアルコールの微粒子を分散析出させた。そして、析出したステアリルアルコールの微粒子のＳＥＭ写真を撮影した。なお、第１液も第２液も界面活性剤等の第三成分を含んでいないので、微粒子はステアリルアルコールのみからなる。

マイクロミキサー１００の混合用細孔２２は、円筒孔であって、孔径が０．３ｍｍで、孔長さが０．９ｍｍであった。また、第１液及び第２液の混合比は、前者１２に対して後者８８とした。

−例８−
３０質量％のＮ−（２−ヒドロキシ−３−ヘキサデシロキシプロピル）−Ｎ−２−ヒドロキシエチルヘキサデカナミド（花王（株）社製 商品名：スフィンゴリピッドＥ、以下「合成セラミド」という。）のエタノール（キシダ化学（株）社製 １級（９９．５％））溶液を第１液とし、水を第２液とした。第１液及び第２液をそれぞれ５０℃に調温した。

図３に示す第１の構成のマイクロミキサー１００を用い、混合用細孔２２を流通する第１液及び第２液の液流量を６．２Ｌ／ｈに設定し、それらを層流混合させてステアリルアルコールの微粒子を分散析出させた。そして、析出した合成セラミドの微粒子のＳＥＭ写真を撮影した。なお、第１液も第２液も界面活性剤等の第三成分を含んでいないので、微粒子は合成セラミドのみからなる。

その他の条件は例７と同一である。

−例９−
５０質量％のミリスチルアルコール（花王（株）社製 商品名：カルコール４０９８）のエタノール（キシダ化学（株）社製 １級（９９．５％））溶液を第１液とし、水を第２液とした。第１液及び第２液をそれぞれ２０℃に調温した。

図３に示す第１の構成のマイクロミキサー１００を用い、混合用細孔２２を流通する第１液及び第２液の液流量を６．２Ｌ／ｈに設定し、それらを層流混合させてミリスチルアルコールの微粒子を分散析出させた。そして、析出したミリスチルアルコールの微粒子のＳＥＭ写真を撮影した。なお、第１液も第２液も界面活性剤等の第三成分を含んでいないので、微粒子はミリスチルアルコールのみからなる。

その他の条件は例７と同一である。

−例１０−
１０質量％のジステアリルエーテルのイソプロピルアルコール（キシダ化学（株）社製 特級）溶液を第１液とし、水を第２液とした。第１液及び第２液をそれぞれ６０℃に調温した。

図３に示す第１の構成のマイクロミキサー１００を用い、混合用細孔２２を流通する第１液及び第２液の液流量を４．５Ｌ／ｈに設定し、それらを層流混合させてジステアリルエーテルの微粒子を分散析出させた。そして、析出したジステアリルエーテルの微粒子のＳＥＭ写真を撮影した。なお、第１液も第２液も界面活性剤等の第三成分を含んでいないので、微粒子はジステアリルエーテルのみからなる。

その他の条件は例７と同一である。

＜試験結果＞
図１１（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ例７〜１０のＳＥＭ写真である。

図１１（ａ）〜（ｄ）のＳＥＭ写真によれば、いずれの有機化合物のみからなる微粒子も粒径が１μｍ以下、特に観察されるものは０．５μｍ以下で非常に小さいことが確認できる。これらのうち、炭素数１４〜２２の脂肪族アルコールであるステアリルアルコール（炭素数１８）及びミリスチルアルコール（炭素数１４）、並びに、ジステアリルエーテルの粒径１μｍ以下の微粒子は、従来に得ることができなかったものである。

また、例１０でジステアリルエーテルの微粒子が分散析出した混合溶液を０．４５μｍメンブランフィルタ（アドバンテック東洋社製）で濾過することによって凝集物を除去し、得られた濾液の分散液に含まれる分散粒子を動的光散乱法により粒径測定したところ、体積基準メジアン径が３１５ｎｍであった。なお、粒径測定には、ゼータ電位・粒径測定システム（大塚電子社製 型番：ＥＬＳ−Ｚ２）を用いた。濾過によって得られた濾液の分散液は、高分子分散剤や界面活性剤を全く含んでいないが、室温下で６ヶ月以上もの間分散状態に変化がなく安定であった。

（試験３）
＜試験方法＞
以下の例１１〜１９ようにして有機化合物の微粒子を製造し、その体積基準メジアン粒径を求めた。なお、それぞれに条件については表２にも示す。

−例１１−
５．０質量％のステアリルアルコール（花王（株）社製 商品名：カルコール８０９８）、２．５質量％のポリビニルピロリドン（ＩＳＰ社製 商品名：ＰＶＰ−Ｋ３０）及び０．２５質量％のドデシル硫酸ナトリウム（花王（株）社製 商品名：エマール１０Ｐ）を含むエタノール（キシダ化学（株）社製 １級（９９．５％））溶液を第１液とし、水を第２液とした。第１液及び第２液をそれぞれ２０℃に調温した。

図３に示す第１の構成のマイクロミキサー１００を用い、混合用細孔２２を流通する第１液及び第２液の液流量を３．６Ｌ／ｈに設定し、分散析出したステアリルアルコールの微粒子の体積基準メジアン粒径を求めた。

マイクロミキサー１００の混合用細孔２２は、円筒孔であって、孔径が０．３ｍｍで、孔長さが０．９ｍｍであった。また、第１液及び第２液の混合比は、前者１に対して後者７とした。ステアリルアルコールの微粒子の体積基準メジアン粒径は、ゼータ電位・粒径測定システム（大塚電子社製 型番：ＥＬＳ−Ｚ２）を用いて求めた。

−例１２−
例１１の第１液及び第２液と図３に示す第１の構成のマイクロミキサー１００とを用い、混合用細孔２２を流通する第１液及び第２液の液流量を６．０Ｌ／ｈに設定したことを除いて例１１と同様にしてステアリルアルコールの微粒子を分散析出させ、そのステアリルアルコールの微粒子の体積基準メジアン粒径を求めた。

−例１３−
例１１の第１液及び第２液と図３に示す第１の構成のマイクロミキサー１００とを用い、混合用細孔２２を流通する第１液及び第２液の液流量を６．０Ｌ／ｈに設定すると共に、第１液及び第２液の混合比を、前者１に対して後者３としたことを除いて例１１と同様にしてステアリルアルコールの微粒子を分散析出させ、そのステアリルアルコールの微粒子の体積基準メジアン粒径を求めた。

−例１４−
２．０質量％のステアリルアルコール（花王（株）社製 商品名：カルコール８０９８）のエタノール（キシダ化学（株）社製 １級（９９．５％））溶液を第１液とし、０．２２質量％のポリビニルピロリドン（ＩＳＰ社製 商品名：ＰＶＰ−Ｋ３０）及び０．０１６質量％のドデシル硫酸ナトリウム（花王（株）社製 商品名：エマール１０Ｐ）を含む水溶液を第２液とした。第１液及び第２液をそれぞれ２０℃に調温した。

図３に示す第１の構成のマイクロミキサー１００を用い、混合用細孔２２を流通する第１液及び第２液の液流量を１．８Ｌ／ｈに設定したことを除いて例１１と同様にしてステアリルアルコールの微粒子を分散析出させ、そのステアリルアルコールの微粒子の体積基準メジアン粒径を求めた。

−例１５−
２．０質量％のステアリルアルコール（花王（株）社製 商品名：カルコール８０９８）、２．０質量％のポリビニルピロリドン（ＩＳＰ社製 商品名：ＰＶＰ−Ｋ３０）及び０．１４質量％のドデシル硫酸ナトリウム（花王（株）社製 商品名：エマール１０Ｐ）を含むエタノール（キシダ化学（株）社製 １級（９９．５％））溶液を第１液とし、水を第２液とした。第１液及び第２液をそれぞれ２０℃に調温した。

図３に示す第１の構成のマイクロミキサー１００を用い、混合用細孔２２を流通する第１液及び第２液の液流量を１．８Ｌ／ｈに設定したことを除いて例１１と同様にしてステアリルアルコールの微粒子を分散析出させ、そのステアリルアルコールの微粒子の体積基準メジアン粒径を求めた。

−例１６−
例１５の第１液及び第２液と図３に示す第１の構成のマイクロミキサー１００とを用い、混合用細孔２２を流通する第１液及び第２液の液流量を３．６Ｌ／ｈに設定したことを除いて例１１と同様にしてステアリルアルコールの微粒子を分散析出させ、そのステアリルアルコールの微粒子の体積基準メジアン粒径を求めた。

−例１７−
例１５の第１液及び第２液と図７に示す第２の構成のマイクロミキサー１００とを用い、混合用細孔を流通する第１液及び第２液の液流量を１．８Ｌ／ｈに設定したことを除いて例１１と同様にしてステアリルアルコールの微粒子を分散析出させ、そのステアリルアルコールの微粒子の体積基準メジアン粒径を求めた。

マイクロミキサー１００の混合用細孔は、円筒孔であって、孔径が０．３６ｍｍで、孔長さが１ｍｍであった。

−例１８−
１．０質量％のベヘニルアルコール（花王（株）社製 商品名：カルコール２２０−８０）のイソプロピルアルコール（キシダ化学（株）社製 特級）溶液を第１液とし、水を第２液とした。第１液及び第２液をそれぞれ２０℃に調温した。

図３に示す第１の構成のマイクロミキサー１００を用い、混合用細孔２２を流通する第１液及び第２液の液流量を１．８Ｌ／ｈに設定したことを除いて例１１と同様にしてベヘニルアルコールの微粒子を分散析出させ、そのベヘニルアルコールの微粒子が分散析出した混合溶液を０．４５μｍメンブランフィルタ（アドバンテック東洋社製）に通して濾過することによって凝集物を除去し、得られた濾液の分散液に含まれるベヘニルアルコールの微粒子の体積基準メジアン粒径を求めた。

−例１９−
１．０質量％のベヘニルアルコール（花王（株）社製 商品名：カルコール２２０−８０）のイソプロピルアルコール（キシダ化学（株）社製 特級）溶液を第１液とし、０．２２質量％のポリビニルピロリドン（ＩＳＰ社製 商品名：ＰＶＰ−Ｋ３０）及び０．０１６質量％のドデシル硫酸ナトリウム（花王（株）社製 商品名：エマール１０Ｐ）を含む水溶液を第２液とした。第１液及び第２液をそれぞれ２０℃に調温した。

図３に示す第１の構成のマイクロミキサー１００を用い、混合用細孔２２を流通する第１液及び第２液の液流量を１．８Ｌ／ｈに設定したことを除いて例１１と同様にしてベヘニルアルコールの微粒子を分散析出させ、そのベヘニルアルコールの微粒子の体積基準メジアン粒径を求めた。

＜試験結果＞
表２に、例１１〜１９で得られた有機化合物の体積基準メジアン粒径を示す。

表２によれば、例１１〜１７のうち、例１３を除いては、得られた有機化合物（ステアリルアルコール）の微粒子の体積基準メジアン粒径が非常に小さいことが分かる。例１８と例１９とを比較すると、高分子分散剤であるポリビニルピロリドンと陰イオン性界面活性剤であるドデシル硫酸ナトリウムとを併用した例１９の方がそれらを用いていない例１８よりも体積基準メジアン粒径が著しく小さいことから、これらの併用が微粒子化に有効であると推測される。

また、例１１、例１４〜１７及び例１９、特に、例１４、１５、１７及び１９では、流量が比較的小さいにも関わらず、凝集物が生じることなく微粒子が得られているが、これは、高分子分散剤であるポリビニルピロリドンと陰イオン性界面活性剤であるドデシル硫酸ナトリウムとが併用されていることにより、凝集が抑制されて円滑に微粒子化が進行したためであると推測される。

さらに、例１８及び１９に示されるように、炭素数が２２であるベヘニルアルコールでもその微粒子が得られている。

本発明は、有機化合物微粒子の製造方法及びそれにより製造された有機化合物微粒子、並びに、その粒径制御方法について有用である。

流体混合システムの構成を示す図である。 液接触部及び混合用細孔を示す説明図である。 第１の構成のマイクロミキサーを示す断面図である。 第１の構成のマイクロミキサーの変形例を示す断面図である。 第１の構成のマイクロミキサーの他の変形例を示す断面図である。 第２の構成のマイクロミキサーを示す図である。 第２の構成のマイクロミキサーの変形例を示す図である。 第３の構成のマイクロミキサーを示す（ａ）縦断面図、（ｂ）図７（ａ）におけるVIIIB-VIIIB横断面図及び（ｃ）図７（ａ）におけるVIIIC-VIIIC横断面図である。 第３の構成のマイクロミキサーの変形例を示す（ａ）縦断面図及び（ｂ）図８（ａ）におけるIXB-IXB横断面図である。 混合用細孔を流通する第１液及び第２液の剪断速度とステアリルアルコールの微粒子の体積基準メジアン粒径との関係を示すグラフである。 例７（ａ）、例８（ｂ）、例９（ｃ）及び例１０（ｄ）のそれぞれで製造された有機化合物微粒子のＳＥＭ写真である。

符号の説明

２１ 液接触部
２２ 混合用細孔

Claims (13)

1. 分子量１０００以下の有機化合物をそれに対する溶解度が相対的に高い第１溶媒に溶解させた溶液を含む第１液と、該有機化合物に対する溶解度が相対的に低い第２溶媒を含む第２液とを、それぞれ流動させて、それらが混在状態になるように接触させる液接触ステップと、
   上記液接触ステップで混在状態になった上記第１液及び上記第２液を混合用細孔に流通させて層流混合させることにより上記有機化合物の微粒子が分散析出した混合溶液を作成する液混合ステップと、
   を備えた有機化合物微粒子の製造方法。
2. 上記混合用細孔が上記第１液及び上記第２液の液接触部に連続して設けられており、
   上記液接触ステップにおいて、上記第１液及び上記第２液の上記液接触部に向かうそれぞれの流動方向と上記混合用細孔の延びる方向とがいずれも相互に異なる請求項１に記載の有機化合物微粒子の製造方法。
3. 上記混合用細孔が上記第１液及び上記第２液の液接触部に連続して設けられており、
   上記液接触ステップにおいて、上記第１液及び上記第２液の上記液接触部に向かうそれぞれの流動方向、並びに、上記混合用細孔の延びる方向がいずれも同一である請求項１に記載の有機化合物微粒子の製造方法。
4. 上記混合用細孔は、その孔面積が０．０１〜１．０ｍｍ²である請求項１に記載の有機化合物微粒子の製造方法。
5. 上記混合用細孔は、その孔長さの孔径に対する比が４０以下である請求項１に記載の有機化合物微粒子の製造方法。
6. 上記液混合ステップにおいて、上記第１液及び上記第２液を合わせて上記混合用細孔に１〜５０Ｌ／ｈの流量で流通させる請求項１に記載の有機化合物微粒子の製造方法。
7. 上記液混合ステップにおいて、上記混合用細孔に流通させる上記第１液及び上記第２液合計の線流速を、該線流速を該混合用細孔の孔径で除した剪断速度が３００００（１／ｓ）以上となるように設定する請求項１に記載の有機化合物微粒子の製造方法。
8. 上記液混合ステップにおいて、分散析出する上記有機化合物の微粒子の体積基準メジアン粒径が１μｍ以下である請求項１に記載の有機化合物微粒子の製造方法。
9. 炭素数１４〜２２の脂肪族アルコールをそれに対する溶解度が相対的に高い第１溶媒に溶解させた溶液を含む第１液と、該脂肪族アルコールに対する溶解度が相対的に低い第２溶媒を含む第２液とを、それぞれ流動させて、それらが混在状態になるように接触させ、該混在状態になった該第１液及び該第２液を混合用細孔に流通させて層流混合させることにより作成した混合溶液に分散析出して得られる該脂肪族アルコールからなる有機化合物微粒子。
10. 体積基準メジアン粒径が１μｍ以下である請求項９に記載の有機化合物微粒子。
11. 体積基準メジアン粒径が１μｍ以下である炭素数１４〜２２の脂肪族アルコールからなる有機化合物微粒子。
12. 体積基準メジアン粒径が１μｍ以下であるジステアリルエーテルからなる有機化合物微粒子。
13. 有機化合物をそれに対する溶解度が相対的に高い第１溶媒に溶解させた溶液を含む第１液と、該有機化合物に対する溶解度が相対的に低い第２溶媒を含む第２液とを、それぞれ流動させて、それらが混在状態になるように接触させ、該混在状態になった該第１液及び該第２液を混合用細孔に流通させて層流混合させることにより作成した混合溶液に分散析出して得られる該有機化合物の微粒子の体積基準メジアン粒径を所定体積基準メジアン粒径に制御する方法であって、
    上記混合用細孔に流通させる上記第１液及び上記第２液合計の線流速を、該線流速を該混合用細孔の孔径で除した剪断速度が上記有機化合物微粒子の上記所定体積基準メジアン粒径に対応した値となるように設定する有機化合物微粒子の粒径制御方法。